Sa i trashë duhet të jetë izolimi i aerogelit ndërmjet qelizave të baterisë EV?

Nëse barriera e aerogelit është shumë e hollë, nxehtësia nga një qelizë e dështuar mund të arrijë te fqinji i saj shumë shpejt; nëse është e trashë në mënyrë të panevojshme, paketa humbet vëllimin e vlefshëm të qelizave, shton koston dhe mund të ndryshojë ngjeshjen e qelizave.

Nuk ka trashësi universale të aerogelit për bateritë EV - vlera e saktë duhet të zgjidhet nga kimia e qelizave, energjia termike e larguar, hendeku i disponueshëm, ngjeshja, temperatura e lejueshme e anës së mbrojtur dhe rezultatet e vërtetimit të modulit. Për qelizat prizmatike dhe qese, barrierat e projektuara janë shpesh vetëm disa milimetra të trasha, por vlera përfundimtare duhet të vërtetohet në arkitekturën aktuale të baterisë.

A ka një trashësi standarde të aeroxhelit për qelizat e baterive EV?

Përdorimi i një rregulli fiks si 'Aerogeli 2 mm është i mjaftueshëm për çdo bateri' mund të nënmbrojtur qelizat me energji të lartë ose të humbasë hapësirën në një modul me rrezik më të ulët.

Zgjidhja e saktë është përcaktimi i trashësisë nga rezistenca e kërkuar termike në gjendjen aktuale të ngjeshjes. Formati i qelizave, kimia, energjia e ruajtur, hapësira, drejtimi i ajrosjes, forca e ngjeshjes, ndërtimi i pengesës dhe temperatura e lejuar në qelizën fqinje, të gjitha ndikojnë në rezultat.

Aspen Aerogels deklaron se pengesat e tij të qelizave automobilistike janë projektuar për objektiva specifike duke përfshirë përçueshmërinë termike, trashësinë dhe reagimin e ngjeshjes , duke përforcuar se trashësia e pengesës është një parametër dizajni i varur nga aplikimi dhe jo një numër universal.^[1]

A mund të jetë e mjaftueshme një barrierë me aerogel 2–3 mm?

Citimi i një rezultati të suksesshëm të testit 2–3 mm pa marrë parasysh madhësinë e qelizës, ngjeshjen, shtigjet e nxehtësisë dhe ventilimin mund të krijojë besim të rremë në një paketë baterie krejtësisht të ndryshme.

Disa milimetra mund të jenë teknikisht të zbatueshme në disa modele prizmatike ose me qese, por vetëm kur testi i plotë i modulit konfirmon vonesën e kërkuar të përhapjes. Trashësia nuk mund të ndahet nga formulimi i materialit dhe gjendja e kompresimit.

Aspen publikoi një shembull mini-moduli duke përdorur një pengesë 2.35 mm PyroThin të ngjeshur në rreth 50% tendosje midis dy qelizave prizmatike 62 Ah. Në atë test specifik, qeliza fqinje nuk hyri në arrati termike, por Aspen gjithashtu vëren se mini-moduli izoloi disa shtigje dytësore të nxehtësisë që gjenden në një paketë të vërtetë.^[2]

Prandaj, ai rezultat 2,35 mm është një shembull i dobishëm inxhinierik - jo një specifikim universal EV.

Si e ndryshon kompresimi trashësinë e kërkuar?

Një pengesë e zgjedhur vetëm nga trashësia e saj e pangjeshur mund të funksionojë shumë ndryshe pasi qelizat të fryhen dhe moduli e ngjesh materialin gjatë gjithë jetës së automjetit.

Zgjidhja është të vlerësoni trashësinë e ngjeshur në fillim dhe në fund të jetës dhe performancën termike. Qelizat prizmatike dhe qese mund të ndryshojnë dimensionin gjatë çiklizmit, kështu që pengesa mund të veprojë edhe si një jastëk kompresimi duke ruajtur rezistencën termike.

Aspen identifikon në mënyrë specifike performancën mekanike, lodhjen nga ngjeshja dhe përçueshmërinë termike nën komprimim si faktorë kritikë të projektimit për barrierat qelizë-qelizë.^[3]

Cilët faktorë përcaktojnë trashësinë e aeroxhelit?

Zgjedhja e trashësisë vetëm nga përçueshmëria termike injoron shtigjet e tjera të nxehtësisë dhe kufizimet mekanike që mund të mbizotërojnë përhapjen reale të largimit termik.

Inxhinierët duhet të vlerësojnë ndërfaqen e plotë qelizë-qelizë përpara se të ngrijnë trashësinë e pengesës. Inputet më të rëndësishme janë paraqitur më poshtë.

Pse të mos përdorni thjesht një pengesë më të trashë me xhel me ajër?

Madhësia e tepërt e çdo pengese qelize mund të zvogëlojë densitetin e energjisë së paketës, të rrisë dimensionet dhe koston e modulit dhe të ndërhyjë në sistemin e synuar të kompresimit të qelizave.

Zgjidhja e saktë është përdorimi i konstruksionit minimal të vërtetuar që plotëson kërkesat e përhapjes termike dhe mekanike me diferencë adekuate të projektimit. Në paketat EV me volum të lartë, edhe një fraksion shtesë i një milimetri i përsëritur në dhjetëra ose qindra ndërfaqe celulare mund të ndikojë materialisht në dimensionet e paketës.

Kjo është një nga arsyet pse airgel është tërheqës për barrierat qelizë-qelizë: prodhuesit mund të krijojnë rezistencë termike shumë të lartë në struktura relativisht të holla dhe të lehta.^[4]

A e ndryshon kimia e qelizave trashësinë e kërkuar të aeroxhelit?

Përdorimi i të njëjtit dizajn pengues për LFP, NMC dhe kimikate të tjera të qelizave mund të anashkalojë ndryshimet kryesore në sjelljen e largimit termik, energjinë e qelizave, ventilimin dhe arkitekturën e paketimit.

Barriera duhet të përshtatet me kiminë aktuale të qelizave dhe sjelljen e qelizave nxitëse. Aspen vëren se barrierat e tij qelizore janë të dizajnuara për kimi të shumta, duke përfshirë LFP, NMC dhe sisteme në zhvillim të gjendjes së ngurtë, me profile të trashësisë dhe ngurtësisë të optimizuara për aplikime specifike.^[5]

Kimia është e rëndësishme, por nuk është parametri i vetëm. Kapaciteti i qelizave, gjeometria, gjendja e ngarkesës, hapësira, ngjeshja, ftohja dhe strukturat fqinje mund të ndryshojnë materialisht sjelljen e përhapjes.

A duhet të zgjidhet trashësia e aeroxhelit përpara testimit të modulit?

Ngrirja e trashësisë së prodhimit vetëm nga një fletë të dhënash materiale mund të çojë në ridizajnim të shtrenjtë nëse testet e nivelit të modulit zbulojnë shtigje të nxehtësisë përçuese, rrezatuese ose të gazit që nuk përfaqësoheshin nga testi i kuponit.

Përdorni llogaritjet e materialit dhe testimin e nivelit të qelizës për të përcaktuar një trashësi fillestare, më pas vërtetoni ndërtimin e plotë në nivelin e modulit ose paketimit përpara lëshimit serik. Një bateri e vërtetë përmban skeda, zbarra, pllaka ftohëse, struktura kompresimi, boshllëqe, fiksim, izolim dhe shtigje të ventilimit që mund të anashkalojnë pengesën kryesore të fytyrës së qelizës.

Aspen në mënyrë të ngjashme thekson se modulet dhe paketat e baterive janë sisteme komplekse dhe se nuk ka asnjë test të vetëm për performancën e pengesës qelizore deri në fund të jetës.^[3]

Si ndikon trashësia e aeroxhelit në shiritat dhe instalimet elektrike të baterisë?

Rritja e trashësisë së barrierës së qelizës pa kontrolluar paketimin elektrik përreth mund të ndryshojë dimensionet e pirgut të moduleve dhe të vendosë stres shtesë në zbarat, telat sensorë, lidhësit ose rrugëzimin e parzmoreve të tensionit të lartë.

Zgjidhja e duhur është rishikimi i trashësisë së aeroxhelit së bashku me sistemin e ndërlidhjes elektrike. Ndryshimet në ndarjen e qelizave mund të ndryshojnë gjeometrinë e zbarrës, gjatësinë e telit të sensorit BMS, pozicionin e lidhësit, hapësirën e izolimit dhe drejtimin e kabllove të tensionit të lartë rreth modulit.

Për këtë arsye, një ndryshim i barrierës termike nuk duhet të trajtohet si një zëvendësim i materialit të izoluar. Hapësira e qelizave, ngjeshja, izolimi i mikës, zbarrat, jastëkët silikoni, instalimet elektrike BMS dhe ndërfaqet e parzmores HV duhet të kontrollohen së bashku përpara se veglat të ngrihen.

Nevoja për të përcaktuar një pengesë qelizore të ajroskut?

Për një rishikim inxhinierik, përgatitni kiminë e qelizës, kapacitetin, dimensionet e qelizës, hendekun e disponueshëm, kërkesën për kompresim, diapazonin e trashësisë së synuar, drejtimin e ventilimit, kërkesën për përhapjen termike, modulin CAD dhe shtrirjen e zbarrës ose instalimeve elektrike përreth.

Një vlerësim i mostrës duhet të konfirmojë performancën termike dhe sjelljen mekanike të ngjeshur përpara se të lëshohet trashësia përfundimtare e prodhimit.

FAQ

Cila është një trashësi tipike e aeroxhelit midis qelizave të baterisë EV?

Nuk ka trashësi universale. Barrierat e qelizave të projektuara mund të jenë vetëm disa milimetra të trasha, por vlera përfundimtare varet nga materiali, dizajni i qelizës, kompresimi dhe performanca e kërkuar e përhapjes termike.

A mjafton ajri 2 mm midis qelizave të baterisë?

Mund të jetë e mjaftueshme në disa modele dhe e pamjaftueshme në të tjera. Trashësia duhet të vërtetohet duke përdorur kiminë aktuale të qelizës, energjinë, ngjeshjen, shtigjet e nxehtësisë dhe arkitekturën e modulit.

A e zvogëlon kompresimi i aerogelit mbrojtjen termike të tij?

Varet nga ndërtimi i aerogelit. Barrierat e qelizave të automobilave duhet të karakterizohen nën gjendjen e tyre aktuale të ngjeshjes, sepse sforcimi mekanik ndryshon trashësinë dhe mund të ndikojë në sjelljen termike.

A është ajri më i trashë gjithmonë më i sigurt?

Jo. Më shumë trashësi mund të përmirësojë rezistencën termike, por mund të zvogëlojë densitetin e energjisë së paketimit, të ndryshojë ngjeshjen e qelizës, të rrisë koston dhe të ndikojë në gjeometrinë e shiritit ose instalimeve elektrike.

A duhet të testohet Airgel në nivel qelizë apo moduli?

Të dyja mund të jenë të dobishme. Testet e nivelit të qelizave ndihmojnë performancën e pengesës së ekranit, por vërtetimi i nivelit të modulit dhe paketës është i rëndësishëm sepse shtigjet shtesë të transferimit të nxehtësisë dhe gazit të gazit ekzistojnë në sistemin e plotë të baterisë.

Perspektiva 15-vjeçare e baterisë së automobilave dhe e parzmores së telit

Bazuar në përvojën 15-vjeçare të komponentëve të automobilave dhe parzmores së telit, nuk do ta specifikoja kurrë një barrierë me aerogel thjesht si '2 mm' ose '3 mm' përpara se të kuptoja grumbullin e baterive.

Trashësia e saktë është konstruksioni minimal i vërtetuar që kontrollon transferimin e nxehtësisë nga qeliza në qelizë, ndërkohë që plotëson kërkesat e ngjeshjes, paketimit, zbarrës, telit të sensorit dhe drejtimit të tensionit të lartë. Në një paketë baterish EV, materialet termike dhe ndërlidhjet elektrike duhet të projektohen së bashku.

Referencat autoritare

[1] Aspen Aerogels - Barriera termike nga qeliza në qelizë PyroThin Airgel

[2] Aspen Aerogels - Testimi i mini-modulit të përhapjes termike nga qeliza në qelizë

[3] Aspen Aerogels - Projektimi, Kompresimi dhe Vërtetimi i Barrierës Termike

[4] Aspen Aerogels - Përhapja Termike Runaway dhe Barrierat Qelizë-Te-Qelizë

[5] Aspen Aerogels - Aplikacionet e Barrierës Termike të Baterive EV